Chuẩn hóa nhóm thanh điều khiển bằng phương pháp thả rơi thanh điều khiển của LPU OPR1000 bằng hệ thiết bị mô phỏng CoSi OPR1000

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin cảm ơn gia đình tạo điều kiện tốt cho học tập hồn thành chương trình đại học Đại học Đà Lạt Con cảm ơn cha, mẹ ln động viên dìu dắt suốt thời gian qua giúp thấu hiểu tầm quan trọng kiến thức sống người Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS Mai Xuân Trung GVPTN Lê Viết Huy – Khoa Kỹ thuật hạt nhân – Trường Đại học Đà Lạt tận tình hướng dẫn, hỗ trợ kiến thức giúp em hồn thiện khóa luận Em xin cảm ơn khoa Kỹ thuật hạt nhân giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình làm khóa luận Xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Kỹ thuật hạt nhân, trường Đại học Đà Lạt truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em năm tháng học tập, nghiên cứu trường tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành khóa luận Tơi xin cảm ơn bạn sinh viên lớp HNK37 học tập, hỗ trợ suốt trình học tập trình làm khóa luận Với vốn kiến thức hạn hẹp thời gian thực khóa luận hạn chế nên sai sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận đóng góp, ý kiến phê bình q thầy khoa Kỹ thuật hạt nhân Đó hành trang quý giá giúp em hồn thiện kiến thức sau Trân trọng cảm ơn! Sinh viên thực đề tài Nguyễn Hồng Kơng Hậu i CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Nguyễn Hồng Kông Hậu Mã số sinh viên: 1310534 Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn TS Mai Xuân Trung GVPTN Lê Viết Huy Các số liệu thực nghiệm khóa luận thực Khoa Kỹ thuật hạt nhân (A11), Trường Đại học Đà Lạt Các kết công bố khố luận hồn tồn trung thực, khơng chép từ đề tài, khoá luận hay luận văn khác nhờ người khác làm thay Đà lạt, ngày 12, tháng 12, năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Hồng Kông Hậu ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ CẤU, CHỨC NĂNG, NGUYÊN LÝ CỦA LÒ PHẢN ỨNG OPR 1000 1.1 Vòng sơ cấp 1.1.1 Lõi lò phản ứng OPR 1000 1.1.2 Thùng lò 1.1.3 Bình sinh (SG) 1.1.4 Bình điều áp 1.1.5 Hệ thống làm mát lõi LPU 1.2 Vòng thứ cấp 1.2.1 Hệ thống 1.2.2 Turbine 1.2.3 Phát điện CHƯƠNG HỆ THIẾT BỊ MÔ PHỎNG COSI OPR1000 2.1 Chạy chương trình 2.2 Thoát chương trình 10 2.3 Vận hành điều khiển 10 2.3.1 Vị trí điều khiển 11 2.3.1.1 Nhận biết điều khiển chọn 11 2.3.1.2 Nhận biết vị trí điều khiển lựa chọn 11 2.3.2 Cơng tắc chọn lựa nhóm điềukhiển 12 2.3.3 PS group Select 13 2.3.4 Công tắc chọn chế độ hoạt động 13 2.3.4.1 Chế độ tiêu chuẩn (Standby) 14 2.3.4.2 Chế độ điều khiển riêng lẻ (Manual individual) 14 2.3.4.3 Chế độ điều khiển nhóm (Manual group) 14 iii 2.3.4.4 Chế độ điều khiển theo thứ tự (Manual sequential) 14 2.3.4.5 Chế độ tự động (Auto sequential) 15 2.3.4.6 Chế độ Motion Inhibit 15 2.3.5 Công tắc lựa chọn điều khiển 15 2.3.6 Nút đẩy lên đưa điều khiển vào 15 2.4 Thể biểu đồ thời gian thực 16 2.5 Cảnh báo công suất cao 16 2.5.1 Cảnh báo 17 2.5.2 Thao tác bỏ qua 17 2.6 Nhận biết thông số như: Công suất Boron 17 2.6.1 Thể tổng nồng độ Boron 17 2.6.2 Thể thông tin tổng lượng Boron thêm vào rút 18 2.7 Thiết lập chương trình vận hành hệ mơ 18 2.7.1 Lựa chọn mục kiểm tra thông số vật lý mức công suất thấp 19 2.7.2 Lựa chọn đồ thị xu hướng tham số LPU cách thiết lập thang đo 19 2.7.3 Thiết lập menu ETC 20 2.7.3.1 Số đếm neutron 20 2.7.3.2 Thiết lập chế độ Administrator 20 2.7.4 Thiết lập vị trí điều khiển thiết lập đầu 21 2.7.5 Thiết lập pha loãng thêm Boron 22 2.7.5.1 Thực thêm Boron 22 2.7.5.2 Thực pha loãng Boron 23 2.7.5.3 Ngừng việc thêm pha loãng Boron 23 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÒ PHẢN ỨNG .24 3.1 Sự bảo tồn neutron lò phản ứng 24 3.1.1 Quá trình sinh neutron 24 3.1.1.1 Quá trình sinh neutron tức thời 26 3.1.1.2 Quá trình sinh neutron trễ 27 3.1.1.3 Các nhóm neutron trễ 29 3.1.1.4 Phổ neutron trễ 29 3.1.1.5 Neutron xuất tương tác va chạm vào thể tích xét 30 3.1.2 Q trình mát neutron 31 3.1.2.1 Neutron mát qua trình hấp thụ 31 3.1.2.2 Neutron mát rò rỉ 31 3.1.2.3 Sự thay đổi mật độ neutron 32 3.1.3 Phương trình thơng lượng neutron 32 iv 3.2 Sự bảo tồn hạt nhân mẹ q trình sinh neutron trễ 34 3.2.1 Sự sinh hạt nhân mẹ 34 3.2.2 Sự mát hạt nhân mẹ 34 3.3 Kết 35 3.4 Điều kiện biên 36 3.4.1 Điều kiện đầu 36 3.4.2 Điều kiện mặt tiếp xúc 36 3.4.3 Điều kiện mặt (mặt tự do) 37 3.5 Trạng thái dừng tới hạn 38 3.6 Lý thuyết nhóm 42 3.7 Động học lò phản ứng: 47 3.7.1 Công thức chung ứng dụng phương trình động học điểm 47 3.7.1.1 Phân tích số hạng thơng lượng neutron 48 3.7.1.2 Ứng dụng phương trình động học điểm 50 3.7.2 Một nhóm xấp xỉ neutron trễ 55 3.7.3 Sự xấp xỉ với tốc độ hệ neutron trễ không đổi 59 3.7.5 Bước tăng tức thời 62 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM CHUẨN HÓA NHÓM THANH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẢ RƠI THANH TRÊN HỆ THIẾT BỊ MÔ PHỎNG COSI OPR 1000 .66 4.1 Thí nghiệm chuẩn hóa nhóm điều khiển R1, R2, R3, R4, R5 phương pháp thả rơi 66 4.1.1 Nhóm R1 66 4.1.1.1 Chuẩn hóa nhóm R1 ví trí 8cm 66 4.1.1.2 Chuẩn hóa nhóm R1 ví trí 50 cm 67 4.1.1.3 Chuẩn hóa nhóm R1 ví trí 98 cm 68 4.1.1.4 Chuẩn hóa nhóm R1 ví trí 200 cm 69 4.1.1.5 Chuẩn hóa nhóm R1 ví trí 300 cm 70 4.1.2 Nhóm R2 71 4.1.2.1 Chuẩn hóa nhóm R2 ví trí 8cm 71 4.1.2.2 Chuẩn hóa nhóm R2 ví trí 50 cm 72 4.1.2.3 Chuẩn hóa nhóm R2 ví trí 98 cm 73 4.1.2.4 Chuẩn hóa nhóm R2 ví trí 200 cm 74 4.1.2.5 Chuẩn hóa nhóm R2 ví trí 300 cm 75 4.1.3 Nhóm R3 76 4.1.3.1 Chuẩn hóa nhóm R3 ví trí 8cm 76 v 4.1.3.2 Chuẩn hóa nhóm R3 ví trí 50 cm 77 4.1.3.3 Chuẩn hóa nhóm R3 ví trí 98 cm 78 4.1.3.4 Chuẩn hóa nhóm R3 ví trí 200 cm 79 4.1.4 Nhóm R4 81 4.1.4.1 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 8cm 81 4.1.4.2 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 50 cm 82 4.1.4.3 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 98 cm 83 4.1.4.4 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 200 cm 84 4.1.4.5 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 300 cm 85 4.1.5 Nhóm R5 86 4.1.5.1 Chuẩn hóa nhóm R4 ví trí 8cm 86 4.1.5.2 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 50 cm 87 4.1.5.3 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 98 cm 88 4.1.5.4 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 200 cm 89 4.1.5.5 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 300 cm 90 4.2 Thực nghiệm xác định trạng thái lò phản ứng rút nhóm R1, R2, R3, R4, R5 trạng thái tới hạn có nồng độ Boron 1074ppm 91 4.2.1 Rút nhóm R1 91 4.2.2 Rút nhóm R2 92 4.2.3 Rút nhóm R3 93 4.2.4 Rút nhóm R4 95 4.2.5 Rút nhóm R5 96 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 98 5.1 Tổng quan tình hình, mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu 98 5.2 Đánh giá kết nghiên cứu khóa luận 98 5.2.1 Khảo sát độ mạnh yếu nhóm 98 5.2.2 So sánh với phương pháp rút nhóm điều khiển 99 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ hình nhà máy điện hạt nhân sử dụng LPU OPR1000 Hình 1.2 Lõi lò OPR 1000 Hình 1.3 Nhóm SA có màu vàng Hình 1.4 Nhóm SB có màu vàng Hình 1.5 Nhóm R1 có màu vàng Hình 1.6 Nhóm R2 có màu vàng Hình 1.7 Nhóm R3 có màu vàng Hình 1.8 Nhóm R4 có màu vàng Hình 1.9 Nhóm R5 có màu vàng Hình 1.10 Mơ hình thùng LPU, bó LPU, bình sinh hơi, bình điều áp Hình 2.1 Biểu tượng chương trình chương trình mơ CoSi OPR 1000 Hình 2.2 Giao diện hình hiển thị phân bố nhóm thanh, hiển thị 2D, 3D, số tức thời Hình 2.3 Giao diện hiển thị chức điều khiển Hình 2.4 Giao diện dùng thay đổi tham số LPU Hình 2.5 Nút chương trình 10 Hình 2.6 Màn hình điều khiển nhóm Nhóm điều khiển lựa chọn có màu cam 10 Hình 2.7 Nhận biết điều khiển chọn theo mặt cắt ngang LPU 11 Hình 2.8 Vị trí nhóm điều khiển chọn 11 Hình 2.9 Độ sâu nhóm điều khiển lõi LPU 12 Hình 2.10 Cơng tắc chọn lựa nhóm điều khiển 12 Hình 2.11 Cơng tắc chọn chế độ PS group Select 13 Hình 2.12 Cơng tắc chọn chế độ hoạt động 14 Hình 2.13 Khi hoạt động chế độ Standby 14 Hình 2.14 Cơng tắc lựa chọn điều khiển 15 Hình 2.15 Nút rút đưa điều khiển vào lõi LPU 16 Hình 2.16 Biểu đồ thời gian thực 16 Hình 2.17 Cảnh bảo cơng suất vượt mức công suất thiết lập 17 Hình 2.18 Sự thay đổi thông số công suất, nhiệt độ, nồng độ Boron 17 Hình 2.19 Nồng độ Boron nồng độ Boron thêm vào giảm bớt 18 Hình 2.20 Thể tổng lượng Boron thêm vào rút 18 Hình 2.21 Màn hình thực điều chỉnh thông số vật lý lõi LPU 18 Hình 2.22 Các mục kiểm tra thơng số vật lý mức công suất thấp 19 Hình 2.23 Thiết lập đồ thị thang đo 19 Hình 2.24 Thiết lập đồ thị cơng suất 19 vii Hình 2.25 Chọn cơng cụ đếm neutron 20 Hình 2.26 Hộp thoại cơng cụ đếm neutron 20 Hình 2.27 Thiết lập chế độ người quản trị 20 Hình 2.28 Thiết lập trạng thái tới hạn 20 Hình 2.29 Màn hình thể thơng số sau hệ thống thiết lập trạng thái tới hạn 21 Hình 2.30 Thiết lập vị trí mong muốn 21 Hình 2.31 Kết trước sau thiết lập 22 Hình 2.32 Thiết lập thơng số để thêm Boron 22 Hình 2.33 Thiết lập thơng số để thêm Boron 23 Hình 2.34 Nồng độ Boron đạt giá trị cần thiết lặp 1074ppm 23 Hình 3.1 Sự phụ thuộc 𝜈 vào lượng 25 Hình 3.2 Quá trình phát neutron tức thời 26 Hình 3.3 Phổ neutron tức thời U235 27 Hình 3.4 Cơ chế phát neutron trễ sản phẩm phân hạch 27 Hình 3.5 Phổ neutron trễ cho nhóm 30 Hình 3.6 Sơ đồ minh họa dịch chuyển neutron khỏi thể tích xét 31 Hình 3.7 Thơng lượng liên tục mặt tiếp xúc 36 Hình 3.8 Điều kiện biên mặt 37 Hình 3.9 Chu kỳ sống neutron lò phản ứng nhiệt 42 Hình 3.10 Mơ hình lò trần hình trụ hữu hạn 45 Hình 3.11 Nghiệm phương trình nghịch đảo 52 Hình 3.12 Sự phân tán bước nhảy 58 Hình 3.13 Lối LPU giảm tức bước nhảy nhanh sau giảm dần phân rã tiền tố neutron trễ 63 Hình 3.14 Độ phản ứng tương đương cho chiều dài đơn vị (đường cong vi phân) 64 Hình 3.15 Sự biến thiên độ phản ứng lượng mà điều khiển kéo khỏi (đường cong tích phân) 65 Hình 4.1 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R1 rút vị trí 8cm 66 Hình 4.2 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R1 rút vị trí 50cm 67 Hình 4.3 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R1 rút vị trí 98cm 68 Hình 4.4 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R1 rút vị trí 200cm 69 Hình 4.5 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R1 rút vị trí 300cm 70 viii Hình 4.6 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R2 rút vị trí 8cm 71 Hình 4.7 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R2 rút vị trí 50cm 72 Hình 4.8 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R2 rút vị trí 98cm 73 Hình 4.9 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R2 rút vị trí 200cm 74 Hình 4.10 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R2 rút vị trí 300cm 75 Hình 4.11 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R3 rút vị trí 8cm 76 Hình 4.12 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R3 rút vị trí 50cm 77 Hình 4.13 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R3 rút vị trí 98cm 78 Hình 4.14 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R3 rút vị trí 200cm 79 Hình 4.15 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R3 rút vị trí 300cm 80 Hình 4.16 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R4 rút vị trí 8cm 81 Hình 4.17 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R4 rút vị trí 50cm 82 Hình 4.18 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R4 rút vị trí 98cm 83 Hình 4.19 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R4 rút vị trí 200cm 84 Hình 4.20 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R4 rút vị trí 300cm 85 Hình 4.21 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 8cm 86 Hình 4.22 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 50cm 87 Hình 4.23 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 98cm 88 Hình 4.24 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 200cm 89 ix Hình 4.25 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 300cm 90 Hình 4.26 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R1 91 Hình 4.27 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R2 92 Hình 4.28 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R3 94 Hình 4.29 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R4 95 Hình 4.30 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R5 96 x 4.1.5.2 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 50 cm Các thơng số ban đầu - Power= 5.33052E-05 W - T= 295.80 oC - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 10459.27 neutron/s - Reactivity= 0.88 pcm - Thông lượng neutron trễ LPU OPR 1000 β=0.00713049 - Thiết lập mức công suất cảnh báo 0.01, nồng độ boron=1074 ppm - Thiết lập vị trí nhóm R5 ví trí 50cm, nhóm điều khiển lại vị trí 381cm Sao chọn RUN Các thông số sau thả rơi vị trí 50cm - Power= 1.01268E-06 W - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 199.4752221 neutron/s - T= 295.80 oC - Reactivity= -276.37 pcm ĐỒ THỊ THẢ RƠI NHÓM THANH R5 TẠI VỊ TRÍ 50CM Lối LPU sau đưa vào điều khiển Ngoại suy n(0) Power (W) Tuyến tính (Ngoại suy n(0)) y = -2E-09x + 1E-06 R² = 0,9951 1,5E-07 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (s) Hình 4.22 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 50cm Sự thay đổi độ phản ứng rút R5 vị trí 50cm: n0 5.55911E − 05 ρ = (1 − ) β = (1 − ) × 0.00713049 = −0.368203066 nt 1.01268E − 06 87 4.1.5.3 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 98 cm Các thơng số ban đầu - Power= 5.21588E-05 W - T= 295.80 oC - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron=10257.60 neutron/s - Reactivity= 0.88 pcm - Thông lượng neutron trễ LPU OPR 1000 β=0.00713049 - Thiết lập mức công suất cảnh báo 0.01, nồng độ boron=1074 ppm - Thiết lập vị trí nhóm R5 ví trí 98cm, nhóm điều khiển lại vị trí 381cm Sao chọn RUN Các thơng số sau thả rơi vị trí 98cm - Power= 1.1258E-06 W - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 222.2369785 neutron/s - T= 295.80 oC - Reactivity= -241.25 pcm ĐỒ THỊ THẢ RƠI NHĨM THANH R5 TẠI VỊ TRÍ 98CM Lối LPU sau đưa vào điều khiển Ngoại suy n(0) 0,00002 Power (W) Tuyến tính (Ngoại suy n(0)) 0,000002 y = -2E-09x + 1E-06 R² = 0,9972 0,0000002 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (s) Hình 4.23 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 98cm Sự thay đổi độ phản ứng rút R5 vị trí 98cm: n0 5.21588E − 05 ρ = (1 − ) β = (1 − ) × 0.00713049 = −0.323228012 nt 1.1258E − 06 88 4.1.5.4 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 200 cm Các thông số ban đầu - Power= 4.49923E-05 W - T= 295.80 oC - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron=8848.14 neutron/s - Reactivity= 0.89 pcm - Thông lượng neutron trễ LPU OPR 1000 β=0.00713049 - Thiết lập mức công suất cảnh báo 0.01, nồng độ boron=1074 ppm - Thiết lập vị trí nhóm R5 ví trí 200cm, nhóm điều khiển lại vị trí 381cm Sao chọn RUN Các thơng số sau thả rơi vị trí 200cm - Power= 1.83376E-06 W - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 362.6802429 neutron/s - T= 295.80 oC - Reactivity= -118.71 pcm ĐỒ THỊ THẢ RƠI NHĨM THANH R5 TẠI VỊ TRÍ 200CM Lối LPU sau đưa vào điều khiển Ngoại suy n(0) Power (W) Tuyến tính (Ngoại suy n(0)) y = -2E-09x + 2E-06 R² = 0,9962 0,0000004 100 200 300 400 500 Time (s) Hình 4.24 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 200cm Sự thay đổi độ phản ứng rút R5 vị trí 200cm: n0 4.49923E − 05 ρ = (1 − ) β = (1 − ) × 0.00713049 = −0.167819966 nt 1.83376E − 06 89 4.1.5.5 Chuẩn hóa nhóm R5 ví trí 300 cm Các thông số ban đầu - Power= 4.62826E-05 W - T= 295.80 oC - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 9093.10 neutron/s - Reactivity= 0.89 pcm - Thông lượng neutron trễ LPU OPR 1000 β=0.00713049 - Thiết lập mức công suất cảnh báo 0.01, nồng độ boron=1074 ppm - Thiết lập vị trí nhóm R5 ví trí 300cm, nhóm điều khiển lại vị trí 381cm Sao chọn RUN Các thơng số sau thả rơi vị trí 300cm - Power= 7.10654E-06 W - Boron=1074 ppm - Số đếm neutron= 1411.24379 neutron/s - T= 295.80 oC - Reactivity= -28.11 pcm ĐỒ THỊ THẢ RƠI NHĨM THANH R5 TẠI VỊ TRÍ 300CM Lối LPU sau đưa vào điều khiển Ngoại suy n(0) Power (W) 0,00002 Tuyến tính (Ngoại suy n(0)) y = -4E-09x + 7E-06 R² = 0,9993 0,000002 200 400 600 800 1000 1200 Time (s) Hình 4.25 Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm R5 rút vị trí 300cm Sự thay đổi độ phản ứng rút R5 vị trí 300cm: 𝑛0 4.62826𝐸 − 05 𝜌 = (1 − ) 𝛽 = (1 − ) × 0.00713049 = −0.0393081 𝑛𝑡 7.10654𝐸 − 06 90 4.2 Thực nghiệm xác định trạng thái lò phản ứng rút nhóm R1, R2, R3, R4, R5 trạng thái tới hạn có nồng độ Boron 1074ppm 4.2.1 Rút nhóm R1 Các thơng số ban đầu Power= 0.0000421469w T= 295.80 oC Boron=1074ppm Reactivity= 0.87pcm Rút nhóm R1 với tốc độ điều khiển Rod Speed = cm/s ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R1 Độ phản ứng (pcm) -49 -99 -149 -199 -249 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R1 -299 -349 -399 -449 -499 58 108 158 208 258 308 358 408 Vị trí (cm) ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R1 2,5 Δρ/Δx (pcm/cm) ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R1 1,5 0,5 58 108 158 208 258 308 358 Vị trí (cm) Hình 4.26 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R1 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút R1: ∆𝜌𝑅1 = 𝜌381 − 𝜌8 = 0.87 − (−473.41) = 474.28 (𝑝𝑐𝑚) 𝜌𝑅1 ∆𝜌𝑅1 474.28 × 10−5 = = = 0.66514363 𝛽 0.00713049 91 Bảng 4.1 Sự thay đổi độ phản ứng q trình rút nhóm R1 Vị trí (cm) ∆𝝆 (pcm) 𝝆 50 98 200 300 474.28 450.54 382.09 170.20 41.48 0.66514363 0.631842973 0.535853777 0.238693274 0.015048054 4.2.2 Rút nhóm R2 Các thơng số ban đầu T= 295.80 oC Power= 0.0000418970w Boron=1074ppm Reactivity= 0.87pcm Rút nhóm R2 với tốc độ điều khiển Rod Speed = cm/s ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R2 Độ phản ứng (pcm) -100 -200 -300 -400 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R2 -500 -600 -700 -800 0,08 0,58 1,08 1,58 2,08 2,58 3,08 3,58 Vị trí (cm) ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R2 4,5 Δρ/Δx (pcm/cm) 3,5 ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R2 2,5 1,5 0,5 58 108 158 208 258 308 358 408 Vị trí (cm) Hình 4.27 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R2 92 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút R2: ∆𝜌𝑅2 = 𝜌381 − 𝜌8 = 0.87 − (−805.71) = 806.58 (𝑝𝑐𝑚) 𝜌𝑅1 ∆𝜌𝑅1 806.58 × 10−5 = = = 1.131170509 𝛽 0.00713049 Bảng 4.2 Sự thay đổi độ phản ứng q trình rút nhóm R2 Vị trí (cm) ∆𝝆 (pcm) 𝝆 50 806.58 769.24 1.131170509 1.078796829 98 200 300 662.58 291.25 72.52 0.929220853 0.437571611 0.101697078 4.2.3 Rút nhóm R3 Các thơng số ban đầu Power= 0.0000406120w T= 295.80 oC Boron=1074ppm Reactivity= 0.89pcm Rút nhóm R3 với tốc độ điều khiển Rod Speed = cm/s 93 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R3 Độ phản ứng (pcm) -99 -199 -299 -399 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R3 -499 -599 -699 -799 58 108 158 208 258 308 358 408 Ví trí (cm) ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R3 3,5 ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R3 Δρ/Δx (pcm/cm) 2,5 1,5 0,5 58 108 158 208 258 308 358 Vị trí (cm) Hình 4.28 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R3 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút R3: ∆𝜌𝑅3 = 𝜌381 − 𝜌8 = 0.87 − (−698.29) = 699.16 (𝑝𝑐𝑚) ∆𝜌𝑅1 699.16 × 10−5 𝜌𝑅1 = = = 0.9805357 𝛽 0.00713049 Bảng 4.3 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút nhóm R3 Vị trí (cm) ∆𝝆 (pcm) 𝝆 50 98 200 300 699.16 667.58 567.55 247.25 60.00 0.9805357 0.936247018 0.795962129 0.346764388 0.084159714 94 4.2.4 Rút nhóm R4 Các thông số ban đầu Power= 0.0000409292w T= 295.80 oC Boron=1074ppm Reactivity= 0.87pcm Rút nhóm R4 với tốc độ điều khiển Rod Speed = cm/s ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R4 Độ phane ứng (pcm) -99 -199 -299 -399 -499 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R4 -599 -699 -799 -899 58 108 158 208 258 308 358 408 Vị trí (cm) ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R4 4,5 Δρ/Δx (pcm/cm) 3,5 ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R4 2,5 1,5 0,5 58 108 158 208 258 308 358 408 Vị trí (cm) Hình 4.29 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R4 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút R4: ∆𝜌𝑅4 = 𝜌381 − 𝜌8 = 0.87 − (−797.97) = 798.84 (𝑝𝑐𝑚) 𝜌𝑅1 = ∆𝜌𝑅1 798.84 × 10−5 = = 1.120315715 𝛽 0.00713049 95 Bảng 4.4 Sự thay đổi độ phản ứng q trình rút nhóm R4 Vị trí (cm) ∆𝝆 (pcm) 𝝆 798.84 1.120315715 50 765.88 1.07408467 98 641.35 0.899440291 200 264.75 0.371292856 300 63.91 0.089622172 4.2.5 Rút nhóm R5 Các thơng số ban đầu Power= 0.0000413936w T= 295.80 oC Boron=1074ppm Reactivity= 0.87pcm Rút nhóm R5 với tốc độ điều khiển Rod Speed = cm/s ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R5 Độ phản ứng (pcm) -49 -99 -149 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN RÚT THANH R5 -199 -249 -299 58 108 158 208 258 Vị trí (cm) 308 358 408 ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R5 1,4 Δx/Δρ (pcm/cm) 1,2 ĐỒ THỊ PHỔ VI PHÂN RÚT THANH R5 0,8 0,6 0,4 0,2 58 108 158 208 258 308 358 408 Vị trí (cm) Hình 4.30 Đồ thị phổ tích phân vi phân thay đổi độ phản ứng tiến hành rút nhóm R5 96 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút R5: ∆𝜌𝑅1 = 𝜌381 − 𝜌8 = 0.87 − (−270.71) = 271.58 (𝑝𝑐𝑚) 𝜌𝑅1 ∆𝜌𝑅1 271.58 × 10−5 = = = 0.380885465 𝛽 0.00713049 Bảng 4.5 Sự thay đổi độ phản ứng trình rút nhóm R5 Vị trí (cm) ∆𝝆 (pcm) 𝝆 50 98 200 300 271.58 261.75 229.87 118.40 27.97 0.380885465 0.367099596 0.322383174 0.166061519 0.039232928 97 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 5.1 Tổng quan tình hình, mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Thông qua đề tài khóa luận làm rõ cấu, chức năng, nguyên lí, cách vận hành hoạt động hệ thiết bị mơ CoSi OPR 1000 lò phản ứng OPR 1000 Đề tài trình bày sở lý thuyết để tiến hành thực thí nghiệm, tiến hành đo đạc thu thập số liệu thay đổi độ phản ứng nhóm điều khiển R1, R2, R3, R4, R5 phương pháp thả rơi thanh, khảo sát độ mạnh – yếu nhóm điều khiển hệ thiết bị mơ CoSi OPR 1000 khoa Kĩ thuật hạt nhân (A11), trường Đại học Đà Lạt Do hệ thống mô tiên tiến vừa trường Đại học Đà Lạt tiếp nhận chưa lâu, nên kinh nghiệm cho trình vận hành thực thí nghiệm đo đạc ít, phải trãi qua nhiều lần nghiên cứu, đọc tài liệu hệ mô CoSi OPR 1000 sở lí thuyết lò phản ứng tiến hành thực nghiệm thành công, đối chiếu kết thu thập được, xử lí số liệu thực nghiệm xác Sau khóa luận tơi hồn tồn tự tin việc điều khiển, vận hành tốt hệ thiết bị mô CoSi OPR 1000 5.2 Đánh giá kết nghiên cứu khóa luận 5.2.1 Khảo sát độ mạnh yếu nhóm Bảng 5.1 Thống kê độ phản ứng nhóm thu dùng phương pháp thả rơi điều khiển Vị trí R1 R2 R3 R4 R5 50 98 0.666282385 1.138728823 0.983374176 1.126934116 0.381292842 0.632720381 1.079696792 0.938490697 1.07479338 0.368203066 0.53618759 0.930881497 0.797331807 0.902314622 0.323228012 200 300 0.238928085 0.438495062 0.348810246 0.371377816 0.167819966 0.058427612 0.101950654 0.084467436 0.089994828 0.0393081 Kết thu từ thực nghiệm thấy mức độ mạnh yếu nhóm theo thứ tự sau: R2>R4>R3>R1>R5 Nhóm R5 có độ phản ứng nhỏ nhất, nên người ta thường dùng nhóm R5 để điều khiển cơng suất lò phản ứng Kết từ việc chuẩn hóa phương pháp thả rơi xác lò phản ứng OPR 1000 có hệ số 𝛽 = 0.00713049 Việc thu kết góp phần cung cấp thơng số xác cho lò phản ứng OPR 1000 98 5.2.2 So sánh với phương pháp rút nhóm điều khiển Bảng 5.2 Thống kê độ phản ứng nhóm thu tiến hành đo vi phân tích phân Vị trí R1 0.66514363 R2 R3 1.131170509 0.9805357 R4 R5 1.120315715 0.380885465 50 98 200 0.631842973 1.078796829 0.936247018 1.07408467 0.367099596 0.535853777 0.929220853 0.795962129 0.899440291 0.322383174 0.238693274 0.437571611 0.346764388 0.371292856 0.166061519 300 0.015048054 0.101697078 0.084159714 0.089622172 0.039232928 So sánh kết thu từ hai phương pháp thả rơi phương pháp rút ta có kết gần giống nhau, có chêch lệch nhỏ Độ phản ứng nhóm theo thứ tự mạnh R2>R4>R3>R1>R5 Kết thu từ phương pháp thả rơi đáng tin cậy so với phương pháp đo tích phân vi phân, độc lập so với trường neutron hấp thụ nhiên liệu, kết tính tốn thơng qua thơng lượng neutron trễ lò phản ứng Do ta thấy tầm ảnh hưởng to lớn tiền tố neutron trễ việc điều khiển lò phản ứng Từ đồ thị phổ vi phân nhóm thực phương pháp rút ta thấy độ phản ứng tương đương cho chiều dài đơn vị đạt cực đại điều khiển vị trí tâm lõi lò phản ứng Trong độ phản ứng tăng dần rút dần điều khiển dẫn đến đường cong tích phân đạt cực đại vị trí 381cm 99 KẾT LUẬN Khóa luận khảo sát, đánh giá xếp độ mạnh – yếu nhóm điều khiển vai trò quan trọng nhóm tham gia vào q trình vận hành, điều khiển lò phản ứng Xác định độ thay đổi phản ứng thay đổi vị trí nhóm lò phản ứng độ phổ tích phân, đồ thị phổ vi phân giá trị tính tốn cho nhóm hệ thiết bị mơ CoSi OPR 1000 Vì chuẩn hóa nhóm điều khiển phương pháp thả rơi nên cho kết xác phương pháp khảo sát lại Thơng qua kết thu từ khóa luận đóng góp vào kho tư liệu tham khảo xác hệ thiết bị mô CoSi OPR 1000 giúp cho sinh viên ngành Kỹ thuật hạt nhân chuyên ngành liên quan khác tham khảo để áp dụng vào tính tốn, thí nghiệm khác Ngồi ra, kết thu giúp có nhìn tổng quan hơn, cung cấp kiến thức hiểu biết q trình vận hành lò phản ứng hạt nhân OPR 1000, giúp người am hiểu lĩnh vực lượng hạt nhân 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Choi, Y.S (2014), Zero Power Physics Test by using CoSi for OPR1000, KHNP, Busan [2] Dan, G C (2010), Handbook of nuclear engineering, Spinger, New York [3] Daniel Rozon (1997), Introduction to Nuclear Reactor Kinetics, Editions de l’ Ecole Polytechnique de Montreal, Canada [4] H van Dam, T.H.J.J van der Hagen, J.E Hoogenboom (2005), Nuclear Reactor Physics, Delft University of Technology, The Netherlands [5] James J Duderstsdt, Louis J Hamilton (1976), Nuclear Reactor Analysis, John Wiley & Sons, USA [6] Jean Koclas (1998), Neutronic Analysis of Reactors, Editions de l’ Ecole Polytechnique de Montreal, Canada [7] Kim, S.H (2011), Nuclear reactor system engineering, UNIST, Ulsan [8] Lamarsh, J R (1966), Introduction to nuclear reactor theory, Third Edition, Addison Wesley Publishing, New Jersey [9] Lewis, E E (2008), Fundamentals of Nuclear Reactor Physics, California Academic Press, San Diego [10] Program user manual (2014), CRI – KHNP [11] Saed Dababneh (2008 – 2009), Leture note: Nuclear Reactor Theory, JU, Second Semester 101 ... cơng bố khố luận hồn tồn trung thực, khơng chép từ đề tài, khoá luận hay luận văn khác nhờ người khác làm thay Đà lạt, ngày 12, tháng 12, năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Hồng Kông Hậu ii MỤC LỤC... ĐOAN Tôi tên là: Nguyễn Hồng Kông Hậu Mã số sinh viên: 1310534 Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn TS Mai Xuân Trung GVPTN Lê Viết Huy Các số liệu thực nghiệm khóa luận thực Khoa Kỹ... hạn Sau tìm hiểu khố luận tơi tích luỹ vốn kiên thức LPU OPR1000, Khoá luận tài liệu quý giá phục vụ cho trình tác nghiệp sau tơi trường Ngồi phần mở đầu phần kết luận, khóa luận trình bày chương